기술의 궁극적인 목적은 모든 사람이 더욱 존엄하고, 독립적이며, 편리한 삶을 누릴 수 있도록 하는 것입니다. 이번 영상에서는 CubeMars가 보조 로봇(Assistive Robotics) 분야에서 구현한 첨단 기술을 소개합니다. 세계적인 보조 로봇 기업 Mentee Robotics는 차세대 휴머노이드 보조 시스템의 핵심 구동원으로 CubeMars 정밀 액추에이터를 채택했습니다. 이 시스템은 이동이 불편한 사용자의 일상생활을 지원하고, 안전한 이동 보조 서비스를 제공하도록 설계되었습니다.
이번 협력은 CubeMars의 뛰어난 모션 제어 기술력을 입증할 뿐만 아니라, 독립적인 삶(Independent Living) 이라는 비전의 실현을 더욱 앞당기고 있습니다.
기존의 산업용 로봇 암과 달리 보조 로봇은 가정, 병원, 요양시설 등에서 사람과 직접 접촉하며 작업합니다. 특히 고령자와 이동이 불편한 사용자를 지원해야 하기 때문에 구동 시스템에는 매우 높은 수준의 성능이 요구됩니다.
저속에서의 고토크 출력: 보조 로봇은 사용자의 기립을 돕거나, 물건을 운반하고, 사람의 체중 일부를 지지하는 등 높은 힘이 필요한 작업을 수행해야 합니다. 따라서 매우 낮은 속도에서도 강력하고 안정적인 토크를 제공할 수 있는 모터가 필요합니다.
절대적인 인간 안전성: 사람과 직접 상호작용하는 과정에서 로봇은 과도한 힘을 가하거나 예상치 못한 충돌로 사용자를 다치게 해서는 안 됩니다. 따라서 액추에이터 시스템은 매우 정밀한 힘 제어와 뛰어난 컴플라이언스(순응 제어) 성능을 제공하여 사용자의 의도와 외부 저항을 실시간으로 감지해야 합니다.
복잡한 다관절 시스템에서의 높은 신뢰성: 휴머노이드 및 보조 로봇은 일반적으로 수십 개의 자유도(DOF)를 갖춘 복잡한 관절 구조를 사용합니다. 액추에이터는 제한된 공간 안에서 높은 집적도를 구현하는 동시에 장기간 24시간 연속 운전에서도 안정적인 성능을 유지해야 합니다.
이러한 과제를 해결하기 위해 Mentee Robotics는 CubeMars의 고성능 정밀 액추에이터를 채택했습니다. 보조 로봇 분야에서 제공하는 주요 장점은 다음과 같습니다.
1. 일상생활 지원을 위한 뛰어난 저속·고토크 성능: CubeMars 액추에이터는 최적화된 전자기 설계와 고감속 기어 시스템을 결합하여 저속에서도 부드럽고 강력한 토크를 제공합니다. 이를 통해 Mentee의 보조 로봇은 가정용 물건 집기, 사용자의 기립 보조, 안정적인 신체 지지 등 다양한 일상 작업을 대형 유압 또는 공압 시스템 없이도 손쉽게 수행할 수 있습니다.
2. 의료 수준의 순응형 힘 제어로 안전한 인간-로봇 상호작용 구현: 보조 로봇에서 가장 중요한 요소는 안전입니다. CubeMars 액추에이터는 고해상도 엔코더와 첨단 FOC(Field-Oriented Control, 벡터 제어) 알고리즘을 통합하여 높은 토크 제어 대역폭과 매우 낮은 지연 시간을 제공합니다. 사용자가 갑자기 균형을 잃거나 움직임에 저항하는 등 예상치 못한 외력이 감지되면 시스템은 즉시 임피던스 제어(Impedance Control) 또는 순응형 제어 모드로 전환됩니다. 액추에이터는 즉시 유연하게 반응하여 출력 힘을 줄이고, 사람과의 직접적인 접촉에서 발생할 수 있는 부상 위험을 크게 낮춥니다.
3. 높은 집적도와 산업용 등급의 신뢰성: CubeMars는 브러시리스 모터, 정밀 감속기, 듀얼 엔코더 및 서보 드라이브를 하나의 컴팩트한 플러그 앤 플레이(Plug-and-Play) 액추에이터 모듈에 통합했습니다. 이러한 고집적 설계는 Mentee Robotics의 기계 조립 및 배선 작업을 크게 줄여 시스템 전체의 신뢰성을 향상시킵니다. 또한 산업용 등급의 고품질 부품을 사용하여 가정과 의료 환경에서 장기간 연속 운전 시에도 뛰어난 내구성과 안정적인 성능을 제공합니다.
이번 영상을 통해 CubeMars 액추에이터가 Mentee Robotics의 휴머노이드 보조 로봇에서 보여주는 뛰어난 성능을 확인하실 수 있습니다.
일상생활 지원 시연: 강력한 저속 토크를 활용하여 사용자의 일상적인 신체 활동을 안전하고 정밀하게 지원하는 모습을 확인해 보십시오.
이동 보조: 이동 플랫폼과 로봇 팔이 자연스럽고 부드럽게 협조하여 이동을 지원하는 모습을 확인할 수 있습니다.
안전한 인간-로봇 상호작용: 사람과 가까운 거리에서 상호작용할 때 관절의 뛰어난 순응성과 신속한 안전 대응 성능을 직접 확인할 수 있습니다.
Q1. 보조 로봇용 모터와 산업용 로봇 암 모터의 가장 큰 차이점은 무엇인가요?
A: 산업용 로봇은 높은 위치 정밀도와 빠른 동작 속도를 최우선으로 하며, 일반적으로 안전 펜스 내부에서 운용됩니다. 반면 보조 로봇은 저속·고토크, 고급 순응 제어(임피던스 제어), 그리고 사람과의 상호작용에서 절대적인 안전성이 요구됩니다. CubeMars 정밀 액추에이터는 이러한 요구사항을 충족하도록 설계되어 비정형 환경에서도 안전하고 자연스러운 인간-로봇 협업을 구현합니다.
Q2. 사용자를 지지하는 중 갑자기 전원이 차단되면 로봇이 떨어질 위험이 있나요?
A: CubeMars 액추에이터는 뛰어난 위치 유지 성능과 전원 차단 보호 기능을 갖추고 있습니다. 비상 정지 또는 예기치 않은 정전이 발생하더라도 액추에이터의 기계적 구조가 현재 위치를 유지하여 자유 낙하(Free Fall)를 방지합니다. 또한 기계 설계와 제어 알고리즘이 함께 작동하여 사용자의 안전을 다중으로 보호합니다.
생활 지원 로봇, 재활용 외골격(Exoskeleton), 차세대 휴머노이드 로봇 등 어떤 프로젝트를 개발하든 CubeMars는 고토크와 높은 안전성을 갖춘 정밀 액추에이션 솔루션으로 차세대 인간 중심 로보틱스를 지원합니다.
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